Hoogfrequente hoge resolutie Echocardiografie: eerste bewijs op niet-invasieve Herhaalde Maatregel van myocard Strain, contractiliteit, en mitralisinsufficiëntie in de Ischemie-reperfusie Murine Hart

Deze video demonstreert een procedure voor het uitvoeren van echocardiografie met een hoge frequentie en hoge resolutie bij ischemie. Bij reperfusie-spiegelharten wordt ischemie chirurgisch geïnduceerd door de linker anterior descenderende arterie van een geanestheseerde muis af te sluiten. Na het herstel wordt de muis geplaatst op een ECG-anesthesie, luchtgekoppeld warm platform.

Opnames worden gemaakt in B-modus om een strainanalyse van de lange as te verkrijgen, en in een modus voor strain-imaging van de hartfunctie en synchroniciteit, en in kleurdoppler-modus voor het snelheidsprofiel. De beelden worden vervolgens verwerkt om straincurves en strain-gebaseerde synchroniciteit te bepalen, en om de veranderingssnelheid van de LV-druk vast te stellen. Hallo, ik ben dr. Chandon Sen van het Davis Heart and Lung Research Institute en de afdeling Chirurgie van het Ohio State University Medical Center.

Hoge-frequentie echocardiografie met hoge resolutie is een innovatieve en krachtige tool om klinisch relevante gegevens te verkrijgen via herhaalde metingen bij hetzelfde dier. Vandaag laten we u zien hoe u deze techniek kunt gebruiken om de contractiliteit van de myocardiale strain, evenals mitralisklepregurgitatie, te meten in het ischemisch geperfuseerde muizenhart. Eerst zal Jason Driggs uit mijn laboratorium de chirurgische procedures demonstreren voor de inductie van ischemie en de perfusie van het muizenhart.

Vervolgens zal Dr. Surya Al, postdoctoraal onderzoeker biomedische technologie in mijn laboratorium, de beeldvormingsprocedures demonstreren. Tot slot zal Dr. Thomas Ryan, directeur van het Heart Center aan het Ohio State University Medical Center en tevens klinisch expert in echocardiografie, de slotopmerkingen geven.

Laten we beginnen. Start deze procedure door een geanestheseerde mannelijke C 57 black six muis van acht weken oud op een verwarmde operatietafel te plaatsen. De lichaamstemperatuur van het dier moet worden bewaakt met een rectale temperatuursonde en gedurende de gehele operatie op 36,7 ± 0,5 °C worden gehouden.

Desinfecteer de huid met een desinfectiemiddel, gevolgd door alcohol, waarbij beide stappen driemaal worden herhaald. Intubeer door een mediale incisie van 0,7 centimeter over de trachea te maken. Maak de trachea zichtbaar door nabijgelegen klieren stomp te dissecteren. Breng vervolgens een 20 gauge katheter via de mond in als endotracheale tube. Ventileer de muizen met 0,5% isofluoraan met behulp van een kathetertip.

Om de anesthesie te handhaven, wordt de huid rond de nek gesloten met een 5-0 hechtdraad. Stel een ECG met drie afleidingen in door subcutane naalden in te brengen om de cardiale elektrofysiologie gedurende de gehele operatie te bewaken. Veranderingen in de cardiale elektrofysiologie dienen te worden geregistreerd.

Gebruik de PC power lab-software. Draai het dier om zodat de linkerzijde zichtbaar is. Maak een incisie langs het transversale vlak.

Ontleed vervolgens botweg door de vierde en vijfde intercostale ruimten. Houd de borstkas open met koperen ribspreiders terwijl het pericardium wordt ingesneden. Trek daarna de linkerlong terug om toegang te krijgen tot het pericardium tussen de arteria pulmonalis en de linkeratria.

Langs de septale wand bevindt zich de linker anterieure descenderende arterie voorbij 7.0. Plaats prolinehechtingen eronder. Plaats vervolgens PE ten twee grote daarop en knoop de slang vast.

Laat de slangetjes 60 minuten zitten om ischemie op te wekken. Knip na 60 minuten de uiteinden van de hechtdraad in de lus door om het hart opnieuw te perfunderen. Sluit de thorax met een 7-0 proline hechtdraad.

Sluit de huid rond het borstgebied met 5-0 proline hechtingen. Verwijder de gasbron van de ventilator en laat het knaagdier kamerlucht inademen. Zodra de spontane ademhaling is ingetreden en het dier reageert op het knijpen in de teen, plaatst u het terug in een schone kooi in een incubator van 37 °C.

Verwijder de trachealtube wanneer het dier bijna bij bewustzijn is en er geen problemen bij het dier zichtbaar zijn. Zodra het dier is hersteld, kan het worden teruggebracht naar het vivarium tot aan de beeldvorming. De hier beschreven beeldvormingsprotocollen moeten worden uitgevoerd zowel voorafgaand aan als drie dagen en zeven dagen na de inductie van ischemie-reperfusie.

Om veranderingen in de hartfunctie en abnormale wandbewegingen te beoordelen, wordt de beeldgevingsprocedure gestart door de met isofluoraan geanestheseerde muis in buikligging onder de probe van een vivo 2100 beeldgevingssysteem te positioneren. Plaats een neusmasker om een continue toevoer van 1,5% isofluoraan-lucht te garanderen en breng geleidingsgel aan op de muis. Start het vivo 2100 systeem en initialiseer de transducer MS 400.

Gebruik de rollende trackball op het bedieningspaneel van de vivo 2100 om cardiologie te selecteren en een standaard M-mode afbeelding te verkrijgen. Plaats de probe op de muis en klik vervolgens op ctor om te beginnen met de video-acquisitie. Om metingen uit te voeren, klikt u op measurement en trekt u een lijn over ten minste drie hartcycli op zowel de bovenste als onderste wand van de LV-kamer.

De volgende parameters verschijnen op het scherm: wandafmetingen, volumes bij systole en diastole, slagvolume, ejectiefracties of EF, fractionele verkorting of FS, hartminuutvolume of CO en interne diameters bij systole en diastole. De parameters verschijnen automatisch op het scherm zodra de tracering is voltooid. Nadat de M-mode beeldvorming is voltooid, plaatst u de muis in een parasternale positie en klikt u op B-mode.

Klik op sinister om strain-imaging uit te voeren. Neem vervolgens met de probe B-modusfilms van de korte en lange as op. Om de films te analyseren, selecteert u de B-modusfilm en klikt u op het vivo strain-icoon om het speckle tracking-algoritme te gebruiken.

Er verschijnt een nieuw venster met de B-modus movie aan de linkerkant en start analysis aan de rechterkant. Trek de epi- en endocardiale contouren na. Klik op het start analysis-icoon om een ander venster te openen.

Select vervolgens de snelheid, verplaatsing, rek en reksnelheid. Kies hier een punt van belang. De plaats van het letsel wordt geselecteerd en de software tekent curven die overeenkomen met het letselpunt voor alle geselecteerde parameters.

Klik nu met de rechtermuisknop om de plots te kopiëren of de gegevens te exporteren. Voor de analyse van de myocardiale synchroniciteit gaat u naar de rechterkant van het nieuwe venster en klikt u op het pictogram voor de time-to-peak-analyse. Er verschijnt nu een venster met de pagina voor de segmentale synchroniciteit van de LV en de selectie-opties voor radiale en longitudinale velocity displacement strain en strain rate.

Selecteer de knop voor rek (strain) en sla vervolgens de gegevens op. Herhaal dit proces voor verplaatsingsrek (displacement strain) en rekrate (strain rate). Houd het dier in de parasternale positie om doppler-stroommetingen uit te voeren.

Gebruik de trackbal om het monster-volume in de mitralisklep, de aortische uitstroom en de mitralen jet te plaatsen. Klik op PW om het stroomprofiel te verkrijgen. Er verschijnt een nieuw venster waarin de video bovenaan en de snelheidsprofielen onderaan worden weergegeven; klik op image store.

Om een stilstaand beeld te verkrijgen, worden op dezelfde wijze power doppler-snelheidsprofielen van de regurgitante stroom van de mitralisklep, de regurgitante jet en de aortajet vastgelegd door het samplevolume op de gewenste locatie te plaatsen, op PW te klikken en vervolgens het beeld op te slaan. Om de color doppler-stroom vast te leggen, gaat u naar het controlepaneel en klikt u op color. Bepaal vervolgens de straal van het orifice aan de hand van het kleurgecodeerde bloedstroombeeld door op measure te klikken en het lengte-icoon in het menu te selecteren. Selecteer daarna MV flow uit het vervolgkeuzemenu.

Plaats vervolgens de cursor op de begin- en eindpunten van de steilste helling van het snelheidsprofiel. Klik op de linkermuisknop om de snelheid op de betreffende punten te bepalen. Gebruik een aangepaste RNLI-relatie om het drukverval DP over DT in millimeters kwik te berekenen.

Trek vervolgens de aortische uitstroom af van de MV-instroom in termen van bloedvolumes om het regurgitantievolume te bepalen, een marker voor de ernst van de regurgitatie. Zodra alle beelden zijn verkregen, verwijdert u de neuskegel en plaatst u de muis terug in de kooi zodra het dier is hersteld. Breng het dier hierna over naar het vivarium.

Representatieve resultaten van myocardiale radiale en circumferentiële strain, synchroniciteit, kleurenflow- en dopplerflow-metingen worden getoond. Deze film van myocardiale strain-metingen, uitgevoerd drie dagen na ischemie-reperfusie, toont beperkte contractie op de plaats van het letsel; de lengte en pijlen van de waargenomen vectoren waren afwijkend op de plaats van het letsel, wat duidt op een gedeformeerd myocard.

De kleurgecodeerde grafieken representeren de strain-gegevens die corresponderen met de gekleurde punten in de video. Deze afbeelding toont de sectorale weefselsynchroniteit op basis van radiale strain. Let op dat een synchronisatietijd van meer dan 20 tot 30 milliseconden als asynchroon wordt beschouwd.

Deze afbeeldingen, genomen drie dagen na IR, tonen de meting van de diameter van een mitralisklep en demonstreren de mitralen jet of het oppervlak. Hier wordt de meettechniek voor functionele parameters bij een muis vóór IR gebruikt; door de myocardiale grens met software te traceren, kunnen veranderingen in parameters tussen vóór IR en na IR worden geëvalueerd. De rode verticale lijn staat voor diastole, de groene verticale lijn voor systole.

Deze film illustreert de kleurendopplerstroom bij mitralisklepregurgitatie. Op dag drie na IR wordt deze filmvisualisatie van de bloedstroom in het linkeratrium, de mitralisklep, de linkerventrikel, de aorta en het rechteratrium vervolgens gebruikt om het oppervlak van de mitralestraalopening te bepalen. Zoals eerder vermeld, is dit het eerste rapport dat het potentieel van hogefrequentie-echografie aantoont voor het bestuderen van ischemie-reperfusie in het muismodel.

Het is de eerste keer dat geavanceerde kwantitatieve parameters zoals strain, synchroniciteit en mitralisinsufficiëntie in dit model zijn aangetoond. Als iemand die al bijna 30 jaar betrokken is bij het vakgebied van de echocardiografie en regelmatig werkt met patiënten met coronaire hartziekten, kan ik u vertellen dat deze bevindingen klinisch relevant zijn en dat deze methodologie van belang is voor het onderzoek naar ischemie en reperfusie. Bij het uitvoeren van deze procedures is het belangrijk om te onthouden dat de volgende status en dosering cruciaal zijn, waarbij een minimale dosis wordt aanbevolen; het verkrijgen van het parasternale long-asbeeld vereist ervaren handen; de meting van de pieksnelheid van de regurgitatie is noodzakelijk; en de bepaling van de DPDT moet zorgvuldig worden uitgevoerd om fouten te minimaliseren.

Dat is alles. Bedankt voor het kijken en veel succes met uw experimenten.